Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2020-21
KEF Alm.del Bilag 420
Offentligt
2440251_0001.png
Power-to-X OG FJERNVARME
FJERNVARME ER NØGLEN TIL PTX-SUCCES
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0002.png
ENERGITAB ELLER INTEGRATION
I FJERNVARMEN
Power-to-X er processer, der via elektrolyse omdanner el til brint,
der så kan omsættes til andre formål, såsom flydende brændstof.
El
Brint
Energitab
(varme)
Fjernvarme
En række aktører har allerede meldt ambitiøse planer for nye
projekter ud og i takt med, at der kommer klarhed om rammerne for
udbygning med PtX, er det forventeligt, at endnu flere vil følge trop.
Energibranchen forventer, at der i 2030 vil være anlæg med en
samlet kapacitet elektrolyse på mellem 1 GW og op til 6 GW.
Elektrolyse-processen skaber store mængder varme, ligesom PtX-
anlæggets hjælpesystemer, såsom kompressorer også danner
overskudsvarme. Overskudsvarme udgør ca. 10-25 % af energien i PtX-
processen, hvorfor potentialet for at udnytte varmen i fjernvarmen
er meget stort.
Power-to-X (PtX) omdanner el (power) til X’er, som fx brint,
metanol eller flybrændstof. Den overskydende varme kan
potentielt anvendes til fjernvarme.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0003.png
KONKLUSIONER FRA RAPPORTEN
Rapporten konkluderer, at PtX-anlæg, fjernvarmekunder og samfundet vil nyde
gavn af integration af PtX og fjernvarme. Der er udfordringer, og rapporten
kommer med forslag til, hvordan de kan løses.
\
Fjernvarme kan bidrage til PtX-succes. Omkostningen til produktion af
grøn brint kan reduceres, hvis elektrolyse og fjernvarme kobles sammen.
Den forbedrede økonomi for brintproducenten kan bidrage til hurtigere
etablering og større PtX-anlæg i Danmark.
\
Varmen fra PtX er velegnet til integration i fjernvarmen som en del af en
CO
2
-neutral fjernvarmeforsyning.
\
Udnyttelse af PtX-varme til fjernvarme forstærker integration på tværs af
sektorer som el, varme, transport, affald, industri og landbrug. Integration
med fjernvarme betyder øget energieffektivitet og sektorintegration.
\
Øget grøn eksport, hvis dansk PtX-strategi samtænkes med danske
styrkepositioner som vindkraft og fjernvarme.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0004.png
FORDELE VED INTEGRATION AF
PTX OG FJERNVARME
Fordele for PtX-anlæg ved integration med fjernvarme
Overskudsvarme fra PtX er interessant for fjernvarmeselskaberne
\
CO₂-neutral varmekilde, som ikke er baseret på afbrænding.
\
Analyser viser en forbedret konkurrenceevne for
elektrolyseanlægget ved salg af varme til anvendelse i fjernvarmen.
Der er både en direkte effekt ved en indtægt fra salg af varmen og
en effekt af flere driftstimer.
\
Brintproducenterne kan spare omkostninger til køling, hvis
fjernvarme kan løse opgaven med at føre varmen væk fra PtX-
anlægget.
\
Nogle kunder vil måske være villige til at betale mere for brint fra
et PtX-anlæg, hvor en stor del af energitabet undgås og i stedet
anvendes til fjernvarme. Det giver et mere grønt brintprodukt.
\
Forventes tilgængelig i store mængder, også tæt på de
store byer. Der er potentiale til både at forsyne eksisterende
fjernvarmeområder og samtænke placering af PtX-anlæg med
nye fjernvarmeområder, fx i forbindelse med konvertering af
naturgasområder.
\
Forventning om mange driftstimer på PtX-anlæg, og dermed en
stabil varmekilde.
\
Overskudsvarme med høj kvalitet (høj temperatur og høj
energitæthed)
\
Synergi med CO₂-fangst på eksisterende fjernvarme- og
kraftvarmeanlæg.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0005.png
REALISEREDE PROJEKTER
POWER-TO-X PROJEKTER I DANMARK – REALISEREDE OG PLANLAGTE
Nordsøen, min.
60 km vest fra
Thorsminde
#
I brug
Anlægsnavn, produktionsformål, sted og virksomhed
Power2Met, Metanol, Aalborg ·
Green Hydrogen Systems, Re:Integrate, AAU, E.ON, Nature Energy, Rockwool
Fase I: 0,3 mio. L, Fase II: 10 mio. L, CO
2
fra biogas, H
2
fra 0,5 MW AEL
1
Fase I: okt. ‘20,
på AAU, Fase II:
‘22 ved Greenlab
‘18
2
HyBalance, Brint, Hobro ·
Air Liquide, Hydrogenics, Centrica, Energinet, Hydrogen Valley
Elnetstabilisering gennem brintproduktion i 1,2 MW PEM-celler, der fyldes i mobile lagre til brug til transport
eller via et brintgasnet i industri
3
Integreret vindmølle/elektrolyse, Brande ·
Siemens Gamesa, Green Hydrogen Systems
Brintproduktion i en 0,4 GW AEL-celle, el direkte fra en 3 MW onshore-vindmølle. Ingen elnettilslutning.
I starten af ‘21
Fase I: ‘17-’20
Fase II: ‘20-
‘19, komm.
efter ‘23
‘20
C
D
1
J
4
Energilagring - Brintinjektion i gasnettet, Agerbæk ·
Energinet, DGC, Evida, IRD Fuel Cells
Fase I: Iblanding af op til 15% brint i et lukket højtryks-testsystem. Fase II: iblanding af op til 25% brint
5
eSMR-MeOH, Kgs. Lyngby ·
Topsøe, AU, SINTEX, Blueworld, DTU
Demonstration af eSMR-MeOH-teknologi i industriel relevant størrelse og muliggørelsen af kommercialisering efter projektet.
6
eFuel, Broby, Fyn ·
Nature Energy, DTU, SDU
Metanisering af CO2 i biogassen i en reaktor via en rislefilterreaktion. Mikroorganismer omdanner CO
2
og brint til metan.
Fjernvarmelevering muligt. Planlagt brintforbrug til metanisering på 16 Nm
3
/h
PLANLAGTE PROJEKTER
N
I
M
#
Planlagt
Anlægsnavn, produktionsformål, sted og virksomhed
Injection technology for H2-meditated production of methane (InjectMe) ·
Landia A/S, AU, University of
Queensland
Projektets eksperimentelle arbejde: 1. metanproduktionskapacitet, 2. fleksibilitet; 3. priseffektivitet. Undersøgelse af teknisk
og kommercielt potentiale mht. kemisk, biologisk metanisering og kemisk power-to-etanol.
2
K
A
‘21-’23
B
OYSTER-Project, Offshore brintproduktion på Nordsøen ·
ITM Power, Ørsted, Siemens Gamesa, m.fl.
Offshore-brintproduktion i MW-skala. Udvikling af kompakt og pålideligt design. Undersøge omkostnings- og performan-
ceniveau for at sikre en billig brintproduktion
‘21-’24
C
Kunstig energiø i Nordsøen, i direkte omgivelse af 3-10 GW havvindparker; udlandsforbindelser
·Den danske stat
Ifølge klimaaftalen besluttede et bredt flertal af Folketinget i klimaaftalen bygning af energiøen, som består i fase I af 200
og i face II af 600 vindmøller
3 GW i ‘30 10 GW
på sigt
‘21-’22
A
3
6L
O
4
H
5
G
F
D
Exowave, vand, elektricitet og PtX ·
Exowave ApS, AAU, MDT A/S, DanWEC
Bestemmelse af den optimale skalerbare konfiguration og enhedsomkostning (LCOE) for elektrolyse ved kombination af
vind- og bølgekraft
E
Vindstrøm til CO
2
-fri gødning og brændstof ·
Copenhagen Infrastructure Partners, Arla, Danish Crown, DLG,
Mærsk, DFDS ·
CO
2
-fri prodktion af ammoniak til gødning eller brændsel. Produktion af brint via 1 GW elektrolyse.
Reduktion af op til 1,5 mio. tons CO
2
-varme til Esbjerg
Beslutning:
‘22/’23
I drift: 2026
Fase I: ‘23, Fase
II: ‘27, Fase III: ‘30
Ca. ‘22
Fase I: ‘22
Fase II: ‘30
‘22
F
G
H
I
Storskala-P2X i Københavns Kommune ·
Ørsted, CPH Lufthavne, Mærsk, DSV, SAS
Fase I: 10 MW demonstrationsanlæg, Fase II: 250 MW, Fase III: 1,3 GW
H2RES, Brintprod. til transport, Avedøre ·
Ørsted, Everfuel, Nel, Green Hydrogen, DSV, Energinet
2 MW brintelektrolyse til prod. af 600 kg. H
2
/dag. Strømmen kommer fra 2 havvindsanlæg ved Avedøre på hver 3,6 MW
E
B
HySynergy, grøn brintfabrik til at erstatte sort brint i raffinaderiet, Fredericia ·
Shell, Everfuel ·
Fase I: 20 MW-elek-
trolyse, 10 tons lagerkapacitet (500 MWh), Fase II: 1 GW fleksibel grøn brintproduktion, overskudsvarme til fjernvarme
Grøn P2-ammoniakfabrik, Ramme ·
Skovgaard Invest, Haldor Topsøe, Vestas ·
Produktion af 5.000 ton grøn ammo-
niak. Brintelektrolyseanlæg med en kapacitet på 10 MW og efterfølgende ammoniakproduktion.
Derudover opføres et 50 MW solcelleanlæg
J
K
L
Energiø Bornholm
Havvindpark i størrelsesorden på 3-5 GW, overskudsel bruges til brint- og e-fuel prodution
‘28
Efter ‘23
Ca. ‘22
LH2 Vessel, Hobro ·
Ballard, DGC, AAU, MAN, OMT, FMT
Flydende brint til opskalerede brændselscellesystemer til fremdrift af skibe - batteri/brændselscelle-hybridløsninger
DREAME, Kgs. Lyngby ·
DTU, GHS, Danish Power Systems
Udvikling af ny elektrolytmembran for at øge effektiviteten af alkalisk elektrolyse til et niveau
sammenligneligt med PEM-teknologien
M Green Hydrogen Hub, Hobro/Viborg ·
Eurowind, Corre Energy, Energinet
Etablering af 350 MW elektrolyseanlæg og 0,2 MWh brintlager som langtidslager.
Derudover kombineres det med et højtryks luftlager, kapacitet 320 MW
Ca. ‘25
N
GreenLab Skive P2X, brint- og e-brændsel
Greenlab, EuroWind, Everfuel, Eniig, E.ON, Energinet, GHS, DGC,
Re:Integrate
12 MW elektrolyseanlæg; 1,6 MWh batterilager, 75 MW el fra vindmøller og solceller, CO
2
fra Greenlab Skive Biogas.
‘22
Med tilladelse baseret på kort fra Dansk Gasteknisk Center, se https://www.gasfakta.dk/p2x-kort
O P2X-partnerskab i Trekantsområdet
Ca. ‘26
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0006.png
UDFORDRING #1:
VÆRDI AF INTEGRATION MED FJERNVARME
HAR VÆRET OVERSET
Fjernvarme bidrager til bedre økonomi, højere energieffektivitet og
øget hastighed i etableringen af PtX i Danmark. Disse fordele er en del
af fundamentet for en succesfuld, dansk PtX-strategi.
Anbefalinger:
\
En gennemtænkt, dansk PtX-strategi med fokus på
sektorintegration, energieffektivitet og hastighed. Fjernvarme er
en nødvendig del af en dansk PtX-strategi.
\
Værdier fra integration mellem PtX og fjernvarme bør indgå i det
faglige fundament for en dansk PtX-strategi og planlægningen af
konkrete projekter.
\
Indtænk fjernvarme i PtX-eksportstrategi
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0007.png
INTEGRATION MED FJERNVARME GIVER BEDRE
ØKONOMI I BRINTPRODUKTION
5%
Fjernvarme indtægt
Case-analyser af drift og dækningsbidrag for elektrolyseanlæg viser, at
fjernvarme bidrager til PtX-anlæggets økonomi.
16%
Ekstra brintindtægt
Oprindelig brintindtægt
\
Indtægter fra salg af varmen til fjernvarme. Der er bedst økonomi i at
udnytte varmen fra selve elektrolyseprocessen (60-70 °C), men også
varmen fra hjælpesystemer som kompressorer (ca. 35 °C) er relevant at
udnytte.
\
Øget brintproduktion fordi varmesalget betyder, at de variable
omkostninger kan dækkes i flere af årets timer. Det giver flere driftstimer
på anlægget.
79%
Fordeling af indtægter efter integration med fjernvarme i case-
analyse af 20 MW elektrolyseanlæg.
Integration med fjernvarme forbedrer økonomien for PtX-anlægget.
Den overordnede økonomi afhænger af etableringsomkostninger,
som ikke er inkluderet i case-analysen.
Sektorintegration er årsagen til den øgede brintproduktion og de
ekstra indtægter.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0008.png
FJERNVARMESEKTORENS
BETYDNING FOR DANMARK
GRØN EKSPORT
Samfundets interesse i at udnytte synergierne i sektorintegration handler ikke
kun om en effektiv omstilling af Danmark. Det handler også om fremtidige
arbejdspladser og indtægter fra grøn eksport. Det gælder i særlig grad for
integration af PtX og fjernvarme.
22.300 fuldtidsjobs
Fjernvarmesektoren står for over 22.300 fuldtidsjobs i
Danmark. For industrien alene har vi set en stigning i antallet
af fuldtidsjobs på knap 12% siden 2012.
BNP bidrag på 17,7 mia. kr.
Fjernvarmesektoren bidrager til BNP med 17,7 mia. kr.
Sektoren står for 0,8 pct. af Danmarks samlede BNP, som i
2019 lød på 2.318 mia. kr.
\
Faglige vurderinger indikerer, at brintprisen kan reduceres med 5-10% ved
integration med fjernvarmen, og at det vil være tilstrækkeligt til at give et
konkurrencemæssigt forspring til etablering af flere brintanlæg i Danmark.
\
Danmark har allerede vind og energieffektivitet som to styrkepositioner i
grøn energieksport. Den tredje styrkeposition er fjernvarmeindustrien. Ved
at kombinere de tre i designet af PtX-teknologien, kan Danmark være med til
at definere, hvordan PtX og ”sektorintegration” skal se ud i Europa og resten
af verden.
\
Demonstration af energieffektive PtX-løsninger med udnyttelse af
overskudsvarmen er fundamentet for øget, grøn eksport indenfor vindkraft,
elektrolyse, anden PtX-teknologi og fjernvarme.
59 mia. kr. i omsætning
Omsætningen i fjernvarmesektoren udgør i 2019 58,8 mia.
kr. – en stigning på 7% siden 2012. Industriens omsætning er
steget til 19 mia. kr., hvilket er det højeste niveau siden 2012.
7,6 mia. kr. i eksport
Fjernvarmesektoren eksporterer varer og serviceydelser for
7,6 mia. kr. – den højeste eksport nogensinde.
Fra Fjernvarmesektorens Branchestatistik 2020
https://www.danskfjernvarme.dk/viden/statistik-subsection/branche-og-eksportstatistik/2020
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0009.png
UDFORDRING #2:
INVESTERINGER I ENERGIINFRASTRUKTUR
Der er mange ubekendte i udviklingen af PtX-teknologier og
energiinfrastrukturerne for el, varme, gas og brint. Uanset hvilken vej
udviklingen ender med at gå, så er varmeinfrastruktur fundamentet
for sektorintegration og for at kunne genbruge og skabe værdi ud af
varmen fra PtX.
Anbefalinger:
\
PtX-strategien skal understøtte effektiv planlægning og placering af PtX-anlæg, og integration med fjernvarme bør altid overvejes.
\
Prioritering af midler til infrastruktur, inkl. varmetransmission, varmelagre og forbedret PtX-integration i eksisterende fjernvarmesystemer.
\
Lær af erfaringerne fra at genbruge overskudsvarme fra store datacentre.
\
Fokus på nødvendige forstærkninger af elnettet, så for langsom udbygning af specielt transmissionsnettet ikke bliver en barriere for
hverken etablering af PtX-lokationer med adgang til fjernvarmesystemer eller elektrificering af fjernvarmen.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0010.png
UDFORDRING #3:
DET SKAL AFPRØVES I VIRKELIGHEDEN
Grundlæggende er PtX-teknologierne på plads, men der ligger
udfordringer i gennemførelse af projekter i stor skala og i at demonstrere
integrationen med fjernvarmen.
Anbefalinger:
\
Prioritering af midler til demonstration af anlæg med integration til
grøn elproduktion, fjernvarme og afsætning af grønne produkter. Både
i mellem og stor skala.
\
Flere midler til forskning, udvikling og demonstration med fokus på
integration af PtX og fjernvarme.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0011.png
UDFORDRING #4:
TIMING OG RAMMEVILKÅR
Timing er en af de vigtigste udfordringer, hvis kabalen med PtX-
anlæg, udbygning af elnettet og grøn omstilling af fjernvarmen skal
gå op.
Rammer, regulering, støtteordninger og bureaukrati kommer til at
have stor betydning for hastigheden og retningen af PtX-udviklingen
i Danmark. Herunder også fjernvarmens muligheder for at indgå i
sektorintegrationen af PtX.
Anbefalinger:
\
Planlægning for at sikre den nødvendige timing mellem udvikling
af PtX-anlæg, elnet, fjernvarme og aftagere til de grønne
produkter. Herunder samarbejde omkring placering af PtX-anlæg.
\
Ny tilgang til eltariffer, så de ikke modarbejder integration af PtX
\
Rammer og regulering af fjernvarme som understøtter grøn
omstilling og synergi med PtX.
\
Prioritering af CO₂-kilder fra affald og biomasse som del af den
danske PtX-strategi.
\
Klare rammer for CO2, som understøtter klimamålsætningerne. Fx
håndtering af negativ CO2- udledning og certifikater.
og fjernvarme og elektrificering af fjernvarmen.
\
Garantimuligheder til innovative projekter, som kan have en
forhøjet risikoprofil.
\
Sikring og udvikling af varmegrundlaget for fjernvarme, så varme
fra PtX kan udnyttes i størst muligt omfang.
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0012.png
KRAFTVÆRKSPLADSER GIVER MULIGHEDER
Kraftværkspladser har gode koblinger til infrastrukturer og en række fordele, som gør
dem egnede til placering af nogle af de første store PtX-anlæg i Danmark
\
Stærk kobling til elsystemet
\
Stærk kobling til varmeinfrastruktur
\
Gode transportforhold
Op til 1.000.000 m
3
varmelagring
Synergi med eksisterende anlæg- kulstof-
opsamling til PtX produktion af naphta /plast
Direkte havneadgang
Høj energie ektivitet med kraft-
varmeværker og varmepumper
Eksempel på en kraftværksplads
\
God plads
\
Kilder til CO₂
\
Kobling til gasnettet
\
Har allerede mange godkendelser
\
Nærhed til store energilagre
\
Synergi med andre anlæg ved kraftværkspladserne
Stort fjernvarmenet
Én ejer af varmesystemet,
grunde og kraftværker
Innovativt forsynings-
selskab og kommune
Tidligere oplagringssted for kul
kan anvendes til byggeplads.
Yderligere mulighed for
opbevaring i nærheden
Odense
 KEF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 420: Materiale fra Dansk Fjernvarme ifm. foretræde den 1/9-21 om power-to-x og fjernvarme
2440251_0013.png
Læs mere i rapport om Power-to-X og
fjernvarme på Grøn Energis hjemmeside.